FR2932528A1 - Systeme a garniture d'etancheite unique pour collecter un fluide dans un forage - Google Patents
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Abstract
La technique implique la collecte de fluides de formation par l'intermédiaire d'une garniture d'étanchéité (26) unique comportant une pluralité de collecteurs d'échantillon (48) disposés le long d'un élément de garniture d'étanchéité dilatable (42). Un dispositif anti-dilatation (40) est également déployé le long de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable pour limiter la dilatation dans des régions localisées. Le fait de limiter la dilatation peut mettre à disposition de l'espace additionnel ou une surface de production accrue, ce qui facilite la collecte d'échantillons.
Description
SYSTEME A GARNITURE D'ETANCHEITE UNIQUE POUR COLLECTER UN FLUIDE DANS UN FORAGE
CONTEXTE Une grande variété de garnitures d'étanchéité est utilisée dans des forages pour isoler des régions spécifiques de forage. Une garniture d'étanchéité est délivrée en fond de trou sur une colonne de production et un élément d'étanchement de garniture est dilaté contre la paroi de forage environnante pour isoler une région du forage. Souvent, deux garnitures d'étanchéité ou plus peuvent être utilisées pour isoler une ou plusieurs régions dans une grande variété d'applications liées aux puits, y compris des applications de production, des applications de service et des applications d'essai. Dans certaines applications, des garnitures d'étanchéité sont utilisées pour isoler des régions pour la collecte de fluides de formation. Par exemple, une garniture double peut être utilisée pour isoler une région spécifique du forage pour permettre la collecte de fluides. Une garniture double utilise une configuration de garniture d'étanchéité double dans laquelle les fluides sont collectés entre deux garnitures d'étanchéité distinctes. La configuration de garniture d'étanchéité double est toutefois sujette à des contraintes mécaniques qui limitent le rapport de dilatation et le différentiel de pression de rabattement qui peuvent être employés.
RESUME
De manière générale, la présente invention propose un système et un procédé pour collecter des fluides de formation par l'intermédiaire d'une garniture d'étanchéité unique comportant un ou plusieurs collecteurs d'échantillon disposés le long d'un élément de garniture d'étanchéité dilatable. En outre, un dispositif anti-dilatation est déployé le long de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable pour limiter l'expansion dans des régions localisées. En fonction de l'application, les régions localisées peuvent être à proximité de collecteurs d'échantillon individuels pour mettre efficacement à disposition un espace entre chaque collecteur d'échantillon et une paroi de forage environnante. L'espacement aide à maximiser la surface de production de la garniture d'étanchéité unique. Dans certains modes de réalisation, la présence de plus d'une région localisée permet de réaliser un échantillonnage focalisé. En fait, un premier objet de l'invention est un système pour collecter un échantillon de fluide dans un forage, comprenant : une garniture d'étanchéité unique comportant : un élément de garniture d'étanchéité dilatable qui est dilatable dans une zone de dilatation ; une pluralité de collecteurs d'échantillon disposés le long de l'élément de garniture d'étanchéité 30 dilatable ; et un dispositif anti-dilatation positionné pour empêcher la pluralité de collecteurs d'échantillon de venir en contact avec une paroi de forage environnante, lorsque l'élément de garniture d'étanchéité dilatable est dilaté dans le forage.
Le dispositif anti-dilatation peut comprendre une pluralité de bagues anti-dilatation. Dans ce cas, dans lequel l'élément de garniture d'étanchéité dilatable comprend un élément de garniture d'étanchéité gonflable.
Le dispositif anti-dilatation peut comprendre une structure de renforcement de garniture d'étanchéité acheminée à travers l'élément de garniture d'étanchéité dilatable d'une manière créant une dilatation limitée localisée de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable. Dans ce cas, la dilatation limitée localisée est maîtrisée par un angle d'orientation de la structure de renforcement de garniture d'étanchéité. Il peut comprendre, outre, une structure d'étanchement disposée sur l'élément de garniture d'étanchéité dilatable pour former un joint d'étanchéité avec la paroi de forage environnante lorsque la garniture d'étanchéité unique est dilatée dans le forage.
Les bagues anti-dilatation peuvent ne pas être dilatables. Dans ce cas, les bagues anti-dilatation sont formées d'un matériau métallique. Les bagues anti-dilatation peuvent permettre un 30 degré de dilatation limité. Dans ce cas, les bagues anti-dilatation sont formées avec des fibres synthétiques pliées. La structure de renforcement de garniture d'étanchéité peut comprendre des câbles en métal. La structure de renforcement de garniture d'étanchéité peut comprendre des fibres synthétiques noyées dans l'élément de garniture d'étanchéité dilatable. Un autre objet de l'invention est un procédé, comportant les étapes suivantes : la formation d'une garniture d'étanchéité avec une pluralité de collecteurs d'échantillon disposés le long d'un élément de garniture d'étanchéité dilatable ; et le placement d'un dispositif anti-dilatation le long de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable pour limiter la dilatation de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable à des régions localisées à proximité de collecteurs d'échantillon individuels de la pluralité de collecteurs d'échantillon. Il comprend, en outre, le positionnement d'une structure d'étanchement autour de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable pour former un joint d'étanchéité avec une paroi de forage environnante lorsque la garniture d'étanchéité est dilatée dans un forage.
Dans ce cas, le placement comprend le placement d'une pluralité de bagues anti-dilatation le long de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable. Le placement peut comprendre le placement d'une structure de renforcement de garniture d'étanchéité dans une direction généralement longitudinale à travers l'élément de garniture d'étanchéité dilatable ; et l'orientation de la structure de renforcement de garniture d'étanchéité pour conférer une plus grande résistance à la dilatation au niveau des régions localisées.
La formation peut comprendre la formation de chaque collecteur d'échantillon sous la forme d'un tube qui s'étend à travers l'élément de garniture d'étanchéité dilatable vers un mandrin interne. Dans ce cas, la formation comprend la formation du tube sous forme de tube télescopique. La formation peut comprendre la formation du tube sous la forme d'un tube articulé. Un autre objet de l'invention est un système pour collecter un échantillon de fluide, comprenant : une colonne de production ; et une garniture d'étanchéité couplée à la colonne de production, la garniture d'étanchéité comprenant un élément de garniture d'étanchéité dilatable, une pluralité de collecteurs d'échantillon disposés le long de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable, et un dispositif anti-dilatation destiné à limiter la dilatation de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable au niveau de régions localisées entre des extrémités axiales de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable. Ce système peut comprendre en outre une structure d'étanchement disposée autour de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable. Dans ce système, l'élément de garniture d'étanchéité dilatable peut comprendre une vessie gonflable.
Un autre objet de l'invention est un procédé comportant les étapes suivantes : le déploiement d'une garniture d'étanchéité de collecte d'échantillon de fluide dans un forage ; la dilatation de la garniture d'étanchéité de collecte d'échantillon de fluide pour former un joint d'étanchéité contre une paroi de forage environnante le long d'une zone de dilatation ; et le fait de contraindre la dilatation de la garniture d'étanchéité de collecte d'échantillon de fluide au niveau de régions localisées dans la zone de dilatation pour créer des zones de collecte d'échantillon qui ne viennent pas en contact avec la paroi de forage environnante.
Dans ce cas, il peut comprendre en outre la collecte d'échantillons de fluide de formation par l'intermédiaire d'une pluralité de collecteurs d'échantillon situés dans les zones de collecte d'échantillon.
Enfin, la dilatation peut comprendre un gonflage de la garniture d'étanchéité de collecte d'échantillon de fluide.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS On décrira ci-après certains modes de réalisation de l'invention en référence aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels des références numériques identiques désignent des éléments identiques et : la figure 1 est une vue en élévation et avant schématique d'un système de puits comportant une garniture d'étanchéité unique à travers laquelle des fluides de formation peuvent être collectés, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2 est une illustration schématique d'un exemple d'une garniture d'étanchéité avec un dispositif anti-dilatation, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 est une illustration similaire à celle de la figure 2 avec des éléments d'étanchement ajoutés, 10 selon un mode de réalisation de la présente invention ;
la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3, mais montrant la garniture d'étanchéité dans une configuration dilatée, selon un mode de réalisation 15 de la présente invention ; la figure 5 est une vue d'une portion agrandie de la garniture d'étanchéité illustrée sur la figure 4, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 6 est une illustration schématique d'un 20 organe utilisé pour former un type de dispositif antidilatation, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 7 est une illustration schématique d'un autre exemple d'un dispositif anti-dilatation, selon un 25 mode de réalisation en variante de la présente invention ; la figure 8 est une illustration schématique d'une garniture d'étanchéité unique avec une pluralité de collecteurs d'échantillon, selon un mode de réalisation 30 de la présente invention ; et la figure 9 est une vue similaire à celle de la figure 8 mais montrant des collecteurs d'échantillon alternatifs, selon un mode de réalisation en variante de la présente invention.
DESCRIPTION DETAILLEE
Dans la description qui suit, de nombreux détails sont indiqués pour mieux comprendre la présente invention. Toutefois, l'homme du métier comprendra que la présente invention peut être mise en pratique sans ces détails et que de nombreuses variations ou modifications par rapport aux modes de réalisation décrits peuvent être possibles. La présente invention concerne d'une manière générale un système et un procédé pour collecter des fluides de formation par l'intermédiaire d'un collecteur d'échantillon individuel ou d'une pluralité de collecteurs d'échantillon disposés le long d'un élément de garniture d'étanchéité dilatable. Les fluides de formation collectés sont acheminés à travers des tubes dans la garniture d'étanchéité vers une conduite d'écoulement d'outil puis dirigés vers un emplacement de collecte souhaité. L'utilisation de la garniture d'étanchéité unique permet des applications de collecte avec de plus grands rapports de dilatation et des différentiels de pression de rabattement plus élevés. En outre, la configuration de garniture d'étanchéité unique réduit les contraintes qui seraient autrement encourues par le mandrin d'outil de garniture d'étanchéité en raison des pressions différentielles. Du fait que la garniture d'étanchéité est une garniture d'étanchéité unique, l'élément d'étanchement de garniture dilatable est capable de mieux supporter la formation dans une zone produite au niveau de laquelle des fluides de formation sont collectés. Cette qualité facilite des rabattements de relativement grandes amplitudes même dans des formations fragiles, non consolidées. De même, une pluralité de collecteurs d'échantillon peut être utilisée pour réaliser un échantillonnage focalisé avec la garniture d'étanchéité unique. La garniture d'étanchéité unique peut être dilatée dans une zone de dilatation, et des fluides de formation sont collectés à partir du milieu de la zone de dilatation, c'est-à-dire entre les extrémités axiales de la couche d'étanchement externe. Le rapport de dilatation est limité à des régions localisées dans la zone de dilatation entre des extrémités de l'élément d'étanchement de garniture. Par exemple, le rapport de dilatation peut être limité dans la ou les zones de collecte dans lesquelles des collecteurs de fluide sont utilisés pour collecter un fluide de formation. En restreignant la dilatation de la garniture d'étanchéité à des régions spécifiques, on peut empêcher les collecteurs de fluide de venir en contact avec la paroi de forage environnante, ce qui augmente la surface de production sur laquelle des échantillons de fluide sont collectés. En se référant de façon générale à la figure 1, un mode de réalisation d'un système de puits 20 est illustré tel que déployé dans un forage 22. Le système de puits 20 comprend une colonne de production 24 comportant au moins une garniture d'étanchéité 26. Dans ce mode de réalisation, la garniture d'étanchéité 26 est une configuration de garniture d'étanchéité unique utilisée pour collecter des fluides de formation à partir d'une formation environnante 28. La garniture d'étanchéité 26 est dilatée sélectivement dans une direction radialement vers l'extérieur pour étancher dans une zone de dilatation 30 avec une paroi de forage environnante 32, telle qu'un tubage environnant ou une paroi de forage ouverte. Sur la figure 1, la garniture d'étanchéité 26 est illustrée dans une configuration contractée, pas encore dilatée contre la paroi de forage 32. Toutefois, lorsque la garniture d'étanchéité 26 est dilatée pour étancher contre la paroi de forage 32, des fluides de formation peuvent s'écouler dans la garniture d'étanchéité 26, comme l'indique la flèche 34. Les fluides de formation sont alors dirigés vers une conduite d'écoulement d'outil comme le représentent les flèches 36, et produits vers un emplacement de collecte, tel qu'un emplacement au niveau d'une surface de site de puits 38. La surface de production sur laquelle le fluide de formation est collecté est augmentée ou maximisée en restreignant la dilatation de la garniture d'étanchéité 26 aux régions localisées dans la zone de dilatation 30. Un dispositif antidilatation 40 est utilisé pour limiter le rapport de dilatation à une ou plusieurs régions localisées le long de la garniture d'étanchéité 26. En se référant de façon générale à la figure 2, la garniture d'étanchéité 26 unique est illustrée avec un mode de réalisation du dispositif anti-dilatation 40.
Dans ce mode de réalisation, la garniture d'étanchéité 26 comprend un élément dilatable 42, tel qu'une vessie gonflable interne. Dans un exemple, l'élément dilatable 42 est sélectivement dilaté par un fluide délivré par l'intermédiaire d'un mandrin interne 44. La garniture d'étanchéité 26 comprend également une paire de fixations mécaniques 46 qui sont montées autour du mandrin interne 44 à des extrémités opposées de l'élément dilatable 42 pour collecter un fluide. Une pluralité de collecteurs d'échantillon 48 est montée le long de l'élément dilatable 42 pour collecter des échantillons de fluide de formation. Les collecteurs d'échantillon 48 peuvent être sous la forme de fenêtres ou de drains disposés dans la zone de dilatation 30.
Des échantillons de fluide circulent des collecteurs d'échantillon 48 vers les fixations mécaniques 46 via des passages d'écoulement 50 qui peuvent se présenter sous la forme de tubes qui s'étendent des collecteurs de fluide 48 vers l'une des fixations mécaniques 46 ou les deux. Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif anti-dilatation 40 comprend une pluralité de bagues de renforcement/anti-dilatation 52 agencée pour restreindre la dilatation de l'élément dilatable 42 à proximité des collecteurs d'échantillon 48. Les bagues de renforcement 52 peuvent être disposées autour de l'élément dilatable 42 ou dans ce dernier. Par exemple, si l'élément dilatable 42 comprend une vessie gonflable, les bagues de renforcement 52 peuvent être disposées autour de la matière utilisée pour former la vessie gonflable ou dans cette dernière.
Comme l'illustre davantage la figure 3, la garniture d'étanchéité 26 peut également comprendre une couche externe 54 qui comprend un élément d'étanchement 56. L'élément d'étanchement 56 est conçu pour étancher contre la paroi de forage environnante 32 lorsque la garniture d'étanchéité 26 est dilatée, comme l'illustre la figure 4. L'élément d'étanchement 56 peut comprendre des bagues agencées entre des collecteurs 48, ou bien l'élément d'étanchement 56 peut être une couche continue comportant des ouvertures appropriées formées pour loger l'écoulement de fluide provenant de la formation environnante dans les collecteurs d'échantillon 48. En se référant à nouveau à la figure 4, les bagues anti-dilatation 52 limitent le rapport de dilatation de l'élément dilatable 42 et de la garniture d'étanchéité 26 globale dans des régions localisées 58. Globalement, les bagues anti-dilatation 52 maîtrisent la dilatation en empêchant l'élément dilatable 42 de se dilater totalement dans les régions spécifiques tout en permettant une dilatation libre dans les régions adjacentes. La dilatation maîtrisée garantit que les collecteurs 48 ne sont pas pressés à proximité/en contact avec la paroi de forage environnante 32 et garantit également que surface de production accrue à travers laquelle des échantillons de fluide s'écoulent de la formation environnante 28 dans les collecteurs 48. Dans le mode de réalisation de la figure 4, l'élément d'étanchement 56 est formé de bagues, par exemple de bagues en caoutchouc, montées sur l'élément dilatable 42 de telle sorte que la longueur axiale de chaque bague en caoutchouc est plus courte que la longueur de la région ou zone dilatée correspondante adjacente aux régions localisées 58. Une distance 60 est prévue entre une extrémité axiale 62 d'une bague en caoutchouc 64 et un début de bord 66 de la région localisée adjacente 58, comme l'illustre au mieux la figure 5. La distance 60 assure une protection antiextrusion qui protège efficacement l'élément d'étanchement 56 vis-à-vis de l'écoulement dû à un différentiel de pression et à une température agissant sur l'élément d'étanchement. L'élément d'étanchement 56 peut être formé d'un matériau élastomère choisi pour les applications liées aux hydrocarbures, tel que le caoutchouc de nitrile (NBR), le caoutchouc de nitrile butadiène hydrogéné (HNBR) et le caoutchouc fluorocarboné (FKM). Les bagues anti-dilatation 52 peuvent être construites selon une variété de formes avec une variété de matériaux, en fonction de la performance souhaitée de chaque bague. En outre, les bagues antidilatation 52 utilisées avec une garniture d'étanchéité 26 donnée peuvent avoir des tailles, des constructions et des matériaux différents. Dans un mode de réalisation, les bagues anti-dilatation 52 sont conçues comme des bagues non dilatables. Par exemple, les bagues 52 peuvent être formées de matériaux de haute résistance, tels que l'acier, l'acier inoxydable, ou d'autres matériaux résistant à la corrosion de haute résistance mécanique. Dans d'autres applications, les bagues anti-dilatation 52 peuvent être conçues pour permettre un certain niveau ou degré de dilatation dans lequel les bagues de dilatation permettent à un élément dilatable 42 de se dilater sur une partie de la distance vers la paroi de forage environnante 32.
Dans ce dernier exemple, les bagues antidilatation 52 sont formées d'un matériau ou d'une combinaison de matériaux qui sont résistants tout en permettant une certaine dilatation. Une approche pour permettre une dilatation limitée consiste à former les bagues anti-dilatation 52 avec des fibres synthétiques pliées, comme l'illustre la figure 6. Dans cet exemple, une fibre synthétique pliée 68 est formée comme une fibre circulaire à partir d'un matériau résistant. La fibre synthétique pliée 68 comprend une région pliée 70 qui peut se déplier pour permettre un certain niveau de dilatation tout en empêchant une dilatation supplémentaire une fois dépliée jusqu'à la pleine expansion de la fibre synthétique circulaire. A titre d'exemple, chaque bague 52 peut être formée avec la fibre synthétique pliée correspondante ou avec un matériau composite comprenant des fibres synthétiques pliées. Les exemples de fibres synthétiques pliées appropriées comprennent des fibres de carbone, des fibres d'aramide, des fibres de verre, ou des fibres de matériau thermoplastique, par exemple la poly(étheréthercétone), les cristaux liquides et d'autres matériaux appropriés. Un mode de réalisation en variante du dispositif anti-dilatation 40 est illustré sur la figure 7. Dans ce mode de réalisation, une structure de renforcement de garniture 72 est utilisée pour limiter la dilatation dans la zone de dilatation 30 et pour créer ainsi des régions localisées 58. La structure de renforcement de garniture 72 peut être positionnée en coopération avec l'élément dilatable 42 ou intégrée dans l'élément dilatable 42. Par exemple, l'élément dilatable 42 peut être formé d'un matériau thermoplastique approprié ou d'un matériau thermodurcissable avec la structure de renforcement de garniture 72 intégrée dans le matériau. Les exemples de matériaux thermoplastiques comprennent le matériau poly(étheréthercétone) (PEEK), le matériau poly(sulfure de phénylène) (PPS), le matériau poly(étherimide) (PEI) et d'autres matériaux thermoplastiques appropriés. Les exemples de matériaux thermodurcissables comprennent l'époxy, l'ester de vinyle, une résine phénolique et d'autres matériaux thermodurcissables appropriés. La structure de renforcement de garniture 72 peut également être formée d'une variété de matériaux ayant la résistance suffisante pour restreindre la dilatation, tels que des câbles d'acier ou des fibres synthétiques noyées dans l'élément dilatable 42. Les exemples de fibres synthétiques comprennent les fibres de verre, les fibres de quartz, les fibres de carbone, les fibres d'aramide, les fibres de polymère à cristaux liquides, et d'autres fibres ayant des caractéristiques appropriées. La structure de renforcement de garniture 72 est agencée pour limiter la dilatation dans les régions localisées 58 par une variation d'angle de la structure de renforcement de garniture. Si, par exemple, la structure de renforcement de garniture 72 comprend une pluralité de câbles ou fibres 74, les câbles ou fibres sont positionnés généralement longitudinalement à travers, ou le long, de l'élément dilatable 42 à des angles prédéterminés par rapport à un axe longitudinal 76 de la garniture d'étanchéité. Les angles prédéterminés sont choisis pour limiter la dilatation de l'élément dilatable 42 au niveau des régions localisées 58 souhaitées, tout en permettant une dilatation de l'élément dilatable 42 au niveau de régions adjacentes sur la totalité de la zone de dilatation 30. Dans un exemple, la structure de renforcement de garniture 72 comprend une série de segments marqués î2 et î2 dans lesquels l'angle relatif par rapport à l'axe 76 de la garniture d'étanchéité est choisi pour permettre une dilatation (î) et pour restreindre une dilatation (î2). Bien que différents angles puissent être choisis pour maîtriser le degré de dilatation, l'angle dans les régions î peut être dans la gamme comprise entre 10° et 20° par rapport à l'axe 76 de la garniture d'étanchéité, ce qui permet une dilatation libre de la garniture d'étanchéité dans ces régions. L'angle dans les régions î2 est sensiblement plus grand de sorte que pendant la dilatation de l'élément dilatable 42, la structure de renforcement de garniture d'étanchéité 72 limite ou empêche la dilatation dans ces régions particulières. Par conséquent, des câbles ou fibres peuvent être utilisés pour maîtriser la dilatation de la garniture d'étanchéité 26 d'une manière permettant la dilatation libre dans certaines régions prédéterminées tout en limitant ou empêchant une dilatation dans d'autres régions localisées. La ou les régions localisées de dilatation limitée(s) facilitent un échantillonnage focalisé dans la zone de dilatation d'une garniture d'étanchéité dilatable unique. Il convient de noter qu'une variété d'angles de structure de renforcement de garniture d'étanchéité peut être sélectionnée conformément à la maîtrise souhaitée sur la dilatation de la garniture d'étanchéité unique.
Les échantillons de fluide tirés de la formation environnante 28 peuvent être collectés et manipulés par une grande variété de mécanismes et de configurations de garniture d'étanchéité. Sur la figure 8, par exemple, la garniture d'étanchéité 26 utilise des collecteurs 28 sous la forme de tubes 78 qui sont télescopiques. Les tubes télescopiques 78 s'étendent sur l'élément de garniture d'étanchéité dilatable 42 vers le mandrin interne 44. En cours de fonctionnement, des échantillons de fluide sont collectés en tirant un fluide de la formation environnante 28 à travers un orifice 80 de chaque collecteur 48 en créant un différentiel de pression. Le différentiel de pression peut être créé par des pompes, telles qu'une pompe de nettoyage 82 et une pompe d'échantillonnage 84. Dans l'exemple illustré, la pompe de nettoyage 82 est raccordée à des collecteurs 48 isolés via un tubage d'écoulement 86, et une pompe d'échantillonnage 84 est raccordée à un collecteur 48 médian via un tubage d'écoulement 88.
Toutefois, une variété d'autres agencements de pompes, tubages et collecteurs 48 peut être utilisée dans d'autres applications. En plaçant le tubage d'écoulement 86 et le tubage d'écoulement 88 dans le mandrin 44, on évite les forces de flexion agissant sur le tubage d'écoulement. Par conséquent, les tubes 78 sont conçus pour prendre en compte au moins une partie de la dilatation et de la contraction dans les régions localisées 58 pendant la dilatation et la contraction de la garniture d'étanchéité 26. Dans la mesure où de telles dilatation et contraction de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable 42 se produisent dans les régions localisées, la conception télescopique de chaque tube 78 permet à l'orifice d'entrée de se déplacer le cas échéant dans une direction radiale.
Un mode de réalisation en variante est illustré sur la figure 9. Dans ce mode de réalisation, le fluide collecté de la formation est également dirigé le long du tubage 86 et/ou du tubage 88 disposés dans l'intérieur du mandrin interne 44. Toutefois, au lieu d'utiliser des tubes télescopiques 78, les collecteurs 48 sont formés avec des tubes articulés 90. Les tubes articulés 90 peuvent s'articuler pour déplacer les orifices 80 des collecteurs 48 entre des positions contractée et dilatée si une dilatation et une contraction se produisent dans les régions localisées 58. Le système de puits 20 global peut être construit selon une variété de configurations à utiliser dans de nombreux environnements d'application. En outre, la garniture d'étanchéité 26 unique peut être construite d'une variété de matériaux et composants pour la collecte de fluides de formation à partir d'intervalles uniques ou multiples dans une zone de dilatation unique. La restriction de la dilatation dans une ou plusieurs régions localisées met à disposition une surface de production accrue pour tirer des échantillons de fluide depuis la formation environnante. Les mécanismes anti-dilatation utilisés pour restreindre la dilatation au niveau de ces régions localisées peuvent toutefois être formés avec divers matériaux et configurations qui sont incorporés dans l'élément de garniture d'étanchéité dilatable 42 ou utilisés en coopération avec l'élément de garniture d'étanchéité dilatable. Les collecteurs peuvent être formés comme un ou plusieurs drains, fenêtres, orifices ou autres ouvertures à travers lesquels le fluide de formation s'écoule pendant la collecte. En outre, le nombre et l'agencement de collecteurs et de tubes d'écoulement correspondants peuvent varier d'une application à l'autre. Par exemple, les tubages d'écoulement 50, 86, 88 peuvent être déployés dans le mandrin interne 44, le long de la couche externe 54 ou dans diverses autres sections de la garniture d'étanchéité 26. Par conséquent, bien que seuls quelques modes de réalisation de la présente invention aient été décrits en détail ci-dessus, l'homme du métier appréciera aisément que de nombreuses modifications soient possibles sans s'écarter matériellement des enseignements de la présente invention.30
Claims (25)
- REVENDICATIONS1. Système pour collecter un échantillon de fluide dans un forage, caractérisé en ce qu'il comprend : une garniture d'étanchéité (26) unique comportant : un élément de garniture d'étanchéité dilatable (42) qui est dilatable dans une zone de dilatation (30) une pluralité de collecteurs d'échantillon (48) disposés le long de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable ; et un dispositif anti-dilatation (40) positionné pour empêcher la pluralité de collecteurs d'échantillon de venir en contact avec une paroi de forage environnante (32), lorsque l'élément de garniture d'étanchéité dilatable est dilaté dans le forage.
- 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif anti-dilatation comprend une pluralité de bagues anti-dilatation (52).
- 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de garniture d'étanchéité dilatable (42) comprend un élément de garniture d'étanchéité gonflable.
- 4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif anti-dilatation (40) comprendune structure de renforcement de garniture (72) d'étanchéité acheminée à travers l'élément de garniture d'étanchéité dilatable d'une manière créant une dilatation limitée localisée de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable.
- 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la dilatation limitée localisée est maîtrisée par un angle d'orientation de la structure de renforcement de garniture d'étanchéité.
- 6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une structure d'étanchement disposée sur l'élément de garniture d'étanchéité dilatable (42) pour former un joint d'étanchéité avec la paroi de forage environnante (32) lorsque la garniture d'étanchéité unique est dilatée dans le forage.
- 7. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bagues anti-dilatation (52) ne sont pas dilatables.
- 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que les bagues anti-dilatation (52) sont formées d'un matériau métallique.
- 9. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bagues anti-dilatation (52) permettent un degré de dilatation limité.
- 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que les bagues anti-dilatation sont formées avec des fibres synthétiques pliées (68).
- 11. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la structure de renforcement de garniture d'étanchéité comprend des câbles en métal. 10
- 12. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la structure de renforcement de garniture (72) d'étanchéité comprend des fibres synthétiques noyées dans l'élément de garniture d'étanchéité dilatable. 15
- 13. Procédé, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes . la formation d'une garniture d'étanchéité (26) avec une pluralité de collecteurs 20 d'échantillon (48) disposés le long d'un élément de garniture d'étanchéité dilatable ; et le placement d'un dispositif anti-dilatation (40) le long de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable pour limiter la dilatation 25 de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable à des régions localisées à proximité de collecteurs d'échantillon individuels de la pluralité de collecteurs d'échantillon. 30
- 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre le positionnement d'une5structure d'étanchement autour de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable (42) pour former un joint d'étanchéité avec une paroi de forage environnante (32) lorsque la garniture d'étanchéité est dilatée dans un forage.
- 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le placement comprend le placement d'une pluralité de bagues anti-dilatation (52) le long de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable (42).
- 16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le placement comprend le placement d'une structure de renforcement de garniture d'étanchéité (72) dans une direction généralement longitudinale à travers l'élément de garniture d'étanchéité dilatable ; et l'orientation de la structure de renforcement de garniture d'étanchéité pour conférer une plus grande résistance à la dilatation au niveau des régions localisées.
- 17. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la formation comprend la formation de chaque collecteur d'échantillon (48) sous la forme d'un tube qui s'étend à travers l'élément de garniture d'étanchéité dilatable vers un mandrin interne.
- 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé ence que la formation comprend la formation du tube sous forme de tube télescopique.
- 19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la formation comprend la formation du tube sous la forme d'un tube articulé.
- 20. Système pour collecter un échantillon de fluide, caractérisé en ce qu'il comprend : une colonne de production (24) ; et une garniture d'étanchéité (26) couplée à la colonne de production, la garniture d'étanchéité comprenant un élément de garniture d'étanchéité dilatable (42), une pluralité de collecteurs d'échantillon (48) disposés le long de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable, et un dispositif anti-dilatation (40) destiné à limiter la dilatation de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable au niveau de régions localisées entre des extrémités axiales de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable.
- 21. Système selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une structure d'étanchement disposée autour de l'élément de garniture d'étanchéité dilatable (42).
- 22. Système selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'élément de garniture d'étanchéité dilatable (42) comprend une vessie gonflable.
- 23. Procédé, caractérisé en ce qu'il comprend : le déploiement d'une garniture d'étanchéité de collecte d'échantillon de fluide dans un forage ; la dilatation de la garniture d'étanchéité de collecte d'échantillon de fluide pour former un joint d'étanchéité contre une paroi de forage environnante le long d'une zone de dilatation ; et le fait de contraindre la dilatation de la garniture d'étanchéité de collecte d'échantillon de fluide au niveau de régions localisées dans la zone de dilatation pour créer des zones de collecte d'échantillon qui ne viennent pas en contact avec la paroi de forage environnante.
- 24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la collecte d'échantillons de fluide de formation par l'intermédiaire d'une pluralité de collecteurs d'échantillon (48) situés dans les zones de collecte d'échantillon.
- 25. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que la dilatation comprend un gonflage de la garniture d'étanchéité de collecte d'échantillon de fluide.
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